KOMPONEN ELEKTRONIKA 2 KAPASITOR Kapasitor adalah suatu komponen

KOMPONEN ELEKTRONIKA

2. KAPASITOR � Kapasitor adalah suatu komponen elektronika yang dapat menyimpan dan melepaskan muatan listrik atau energi listrik. Kemampuan itu disebut dengan kapasitansi � Kapasitor ditemukan oleh Michael Faraday (1791 -1867). Satuan kapasitor disebut Farad (F). Satu Farad = 9 x 1011 cm 2 yang artinya luas permukaan kepingan tersebut � Sebuah kapasitor terdiri dari 2 buah pelat logam dengan sebuah lapisan isolator (penyekat) diantara kedua pelat tersebut

� Lapisan isolator berupa : lempengan plastik tipis, dalam beberapa jenis berupa udara � Apabila disambungkan ke sumber DC, elektron-elektron akan berkumpul pada pelat yang tersambung ke terminal negatif sumber. � Elektron-elektron ini akan menolak elektron yang ada di pelat di seberangnya � Elektron yang tertolak akan mengalir menuju terminal positif sumber � Tegangan antara kedua pelat = teg. sumber

Kapasitansi � Adalah kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan listrik � Satuannya : farad (F) � 1 farad = jlh muatan listrik yang dapat disimpan (dalam satuan coulomb) per satu volt tegangan muatan kapasitansi = ------tegangan

Contoh soal : 1. Muatan yang tersimpan pada sebuah kapasitor adalah 6 Coulomb. Tegangan antara kedua pelatnya adalah 2 V. Berapakah kapasitansinya ? muatan (Q) Kapasitansi (C) = -----tegangan (V) 6 kapasitansi = -- = 3 F 2

� 2. Sebuah kapasitor menerima muatan sebesar 2, 5 C dan tegangan antara kedua pelatnya adalah 10 V. Berapakah kapasitansinya ? � 3. Sebuah kapasitor 2 F memiliki tegangan 5 V antara ujung-ujungnya. Berapakah muatan listrik yang disimpannya?

Satuan-satuan kapasitansi yang sering dijumpai (Michael Faraday ): � Farad = 1000. 000 m. F � mikrofarad = sepersejuta dari 1 farad = 10^-6 farad = 1000 n nanofarad = seperseribu dari mikrofarad = 10^-3 m. F = 1000 p. F = 10^-9 F pikofarad = seperseribu dari 1 nanofarad = 10^-3 n. F = 10^-12 F Contoh : 1. 1000 p. F = 0, 001 n. F 2. 2, 2 m. F = ……. . n. F 3. 1 F = ……. . n. F 4. 47 p. F = ……. n. F 5. 56 m. F = ……. n. F

� Berdasarkan menjadi : kegunaannya kapasitor di bagi ◦ 1. Kapasitor tetap (nilai kapasitasnya tetap tidak dapat diubah) ◦ 2. Kapasitor elektrolit (Electrolit Condenser = Elco) ◦ 3. Kapasitor variabel (nilai kapasitasnya dapat diubah-ubah) � 1. Kapasitor Tetap � Kapasitor tetap merupakan kapasitor yang mempunyai nilai kapasitansi yang tetap. � Simbol Kapasitor Tetap :

Kapasitor tetap terdiri dari : � a. Kapasitor polar � Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor-kapasitor yang bahan dielektriknya adalah lapisan metal-oksida. � Umumnya kapasitor yang termasuk kelompok ini adalah kapasitor polar dengan tanda + dan – di badannya. � Kapasitor ini dapat memiliki polaritas karena proses pembuatannya menggunakan elektrolisa sehingga terbentuk kutup positif anoda dan kutup negatif katoda.

� b. Kapasitor non polar � Adalah kelompok kapasitor yang dibuat dengan bahan dielektrik dari keramik, film dan mika. � Termasuk kelompok bahan dielektrik film adalah bahan-bahan material seperti polyester (polyethylene terephthalate atau dikenal dengan sebutan mylar), polystyrene, polyprophylene, polycarbonate, metalized paper dan lainnya

Berbagai jenis KAPASITOR :

2. Kapasitor Tidak Tetap � Kapasitor tidak tetap adalah kapasitor yang memiliki nilai kapasitansi atau kapasitas yang dapat diubah-ubah. Nilai kapasitansi pada kapasitor dapat dilihat dari kode yang terdapat pada fisik kapasitor � contoh, jika tertera 105, itu berarti 10 x 105 = 1. 000 p. F = 1000 n. F = 1 μF. Nilai yang dibaca p. F (pico farad). � Kapasitor lain ada yang tertulis 0. 1 atau 0. 01, jika demikian, maka satuan yang dipakai μF. Jadi 0. 1 berarti 0. 1 μF.

� Kapasitor tidak tetap terdiri dari : � a. Kapasitor Trimer � Kapasitor yang nilai kapasitansinya dapat diubah-ubah dengan cara memutar porosnya dengan obeng. � Simbol Trimmer :

� b. Variabel Capasitor (Varco) � Kapasitor yang nilai kapasitansinya dapat diubah-ubah dengan memutar poros yang tersedia. (bentuk menyerupai potensiometer) � Simbol Varco :

� Pembagian Kapasitor dalam Penggunaannya : � 1. Pembagi arus dan tegangan (voltage divider) yang tergantung dari frekuensi. � 2. Pemisah antara tegangan-tegangan searah (dc) dan bolak-balik (ac) yang disebut blocking capacitor. � 3. Mengumpulkan energi listrik, misalnya sebagai kapasitor buffer (penyangga) dalam sebuah alat sumber tegangan searah (PSA). � 4. Filter dalam sumber daya arus dc yang berfungsi memperkecil kerutan-kerutan pulsa (ripple). � 5. Menggeser sudut fase dalam tegangan-tegangan atau arus bolak-balik, misalnya sebagai rangkaian diferensiator juga dalam osilator RC. � 6. Membuat keseimbangan pada beban induktif, misalnya perbaikan cos x pada rangkaian lampu TL. � 7. Menyimpan muatan listrik (Q = C. V). � 8. Menahan arus searah dan melewatkan arus bolakbalik � 8. Sebagai kopel (penghubung) pada rangkaian listrik. � 9. Sebagai penentu frekuensi.

� Sifat-sifat kapasitor tergantung sekali pada bahan dielektrikum yang dipakai, maka pembagian kapasitor dapat dibagi atas : � Kapasitor Elektrolit, mempunyai kapasitas sebesar 1 F atau lebih dan mempunyai polaritas kutub positif (+) dan kutub negatif (-). � Kapasitor non-Elektrolit, mempunyai kapasitas kurang dari 1 F dan tidak mempunyai polaritas umumnya terbuat dari bahan dielektrika keramik, mika, kertas, atau lapisan plastik tipis dan polyester. � Kapasitor udara, umunya disebut varco (variabel condensator) dan trimmer. � Kapasitor setengah penghantar.

� � � � Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi perencanaan kapasitor : SIFAT KELISTRIKANNYA : Rangkaian sumber tegangan listrik yang digunakan Satuan sumber tegangan yang digunakan (Ampere dan Volt) Tegangan kerut (ripple voltage) Arus kerut (ripple current) Besar dan lemahnya pulsa Besar dan lemahnya tegangan terbalik (reversed voltage) MEKANIS : Kedudukan dari ujung-ujung kapasitor dalam keadaan bekerja Cara memasang Syarat-syarat getaran (vibration) Syarat-syarat ‘shock’ (getaran/gempuran mendadak) Syarat-syarat pengembunan garam Syarat-syarat kelembaban

� � � Beberapa penyebab kerusakan pada KAPASISTOR : ARUS BEBAN KELEBIHAN, gejala perubahan pulsa-pulsa sebagai akibat kerjanya switching dan amplitudonya dapat menghasilkan kerusakan pada dielektrika TEGANGAN BEBAN KELEBIHAN, gejala perubahan tegangan yang melebihi batas-batas tegangan kapsitor tersebut EFEK-EFEK DARI FREKUENSI, apabila kapasitor bekerja pada frekuensi yang lebih tinggi daripada yang diberikan oleh pabrik akan menghasilkan pemanasan yang berlebihan dan bekerja kurang baik. Kapasitor yang dibuat bukan untuk bekerja pada UHF (Ultra High Frequency) dapat menembus (punctura) dielektrikumnya, jika pulsa-pulsa pada frekuensi ini dipasang. SUHU TINGGI, panas yang berlebihan merupakan faktor utama yang menurunkan keandalan dari kapasitor. Ini dapat membuat kerusakan yang berat, kapasitansinya tergeser (drift) kekuatan dielektrikumnya berkurang, tahanan isolasinya menjadi kecil dan sebagainya. KELEMBABAN, membuat jamur tumbuh disekitar kapasitor dan mengurangi kekuatan dielektrikumnya dan memperbesar arus bocoran.

Pengisian kapasitor

Pengosongan kapasitor

Pengisian dan pengosongan kapasitor

� Apabila saklar S dihubungakan keposisi 1 maka akan mengalir arus dari sumber melalui hambatan R ke kapasitor C. tegangan pada C akan naik secara eksponensial sesuai dengan persamaan diatas � Proses ketika arus I akan berhenti mengalir (I = 0) pada saat tegangan kapasitor C sama dengan tegangan sumber Vs, dinamakan pengisian kapasitor � Kemudian bila saklar S dihubungkan ke posisi 2, maka arus akan mengalir dengan arah berlawanan dengan arah pengisian. Kapasitor akan mengeluarkan kembali energi listrik yang disimpannya � Pada saat kapasitor telah mengosongakan seluruh muatannya aliran arus akan berhenti (I = 0).